СОВРЕМЕННАЯ ПОРОШКОВОЯ МЕТАЛЛУРГИЯ\MODERN POWDER METALLURGY

Дешевый хостинг

Изготовление материалов и изделий с помощью порошковой металлургии включает ряд последовательных технологических операций, логически объединенных и подчиненных конечной цели — достижению оптимальной структуры и оптимального сочетания свойств материала (изделия) при минимальных затратах на его изготовление сырья, энергии и квалифицированного труда. Стандартная схема изготовления деталей методом порошковой металлургии включает:

  1. получение исходных порошков;
  2. дополнительную обработку и смешивание полученных порошков;
  3. формование;
  4. спекание (свободное или под давлением);
  5. дополнительную обработку спеченных заготовок (давлением, механическую, термическую, химико-термическую).

Преимущества методов порошковой металлургии, становятся еще более значительными в случае материалов на основе тугоплавких металлов и соединений. Тугоплавкие материалы являются одновременно твердыми, хрупкими, плохо поддающимися или вообще не поддающимися механической обработке. Поэтому для них неоценимым преимуществом является возможность формования изделия из порошка и придания ему практически окончательной формы без существенной механической обработки. Материалы на основе тугоплавких металлов и соединений являются наиболее представительными объектами, изготавливаемые методами порошковой металлургии и применяемые в машиностроении.

Гибкая и динамичная технология порошковой металлургии позволяет на стадии формования и спекания соединять в одном изделии (детали) порошковые элементы с элементами, получаемыми по обычной технологии (литьем, штамповкой, точением и т. д.), и, таким образом, добиваться двойного эффекта — экономии дефицитного порошкового материала и повышения механической прочности детали в целом. Такое соединение особенно целесообразно в тех случаях, когда работоспособность детали в целом определяется ее стойкостью против поверхностного (контактного) воздействия, не проникающего на большую глубину или предельно локализованного. Примером таких комбинированных изделий, давно и широко применяемых на практике, является металлорежущий инструмент, армированный твердосплавными пластинами. Комбинирование порошкового и литого (кованого) металла в одной детали находит применение в машиностроении, особенно при использовании порошковых материалов на основе тугоплавких металлов и соединений. Так как, с одной стороны, их стоимость в десятки раз выше стоимости обычных углеродистых или низколегированных сталей; с другой — механическая прочность и особенно ударная вязкость порошковых тугоплавких материалов уступают соответствующим характеристикам стали. Вместе с тем в таких комбинированных деталях в полной мере реализуются уникальные специфические эксплуатационные свойства порошковых тугоплавких материалов при экстремальных внешних воздействиях, прежде всего — износостойкость и электроэрозионная стойкость.

Говоря о применении новых материалов и процессов в технологии машиностроения, следует иметь в виду несколько аспектов этой проблемы. С одной стороны, это — новые технологические процессы изготовления деталей машин, механизмов, аппаратов, повышающие производительность труда, экономичность и технологичность производства при сохранении на прежнем уровне эксплуатационных свойств отдельных деталей, узлов и машины в целом. В этом случае, как правило, новая технология не меняет принципиально химического состава и структуры материала деталей машин. С другой стороны, применение новых инструментальных материалов с особыми свойствами в самом технологическом процессе изготовления деталей машин и приборов, а также в их сборке может оказать в целом более революционизирующее влияние на технологию машиностроения, чем внедрение новой технологии изготовления одной или нескольких деталей машин. При этом, благодаря только повышению точности и воспроизводимости процессов обработки, не говоря уже о повышении их производительности, улучшению сопряжения деталей и качества их, разъемных и неразъемных соединений существенно повышаются надежность и долговечность в эксплуатации машины или прибора в целом. Хотя в результате оптимизации режимов обработки и структурного состояния поверхностных слоев могут повышаться физико-механические характеристики и отдельных деталей, в особенности износостойкость и усталостная прочность. Порошковые материалы на основе тугоплавких металлов и соединений играют ведущую роль среди новых инструментальных материалов. Наконец, особенно важным аспектом является применение новых материалов с особыми свойствами для изготовления наиболее ответственных деталей машин и приборов. Только на этом пути могут быть созданы принципиально новые машины и приборы, в которых реализуются чрезвычайно жесткие условия работы отдельных узлов и деталей, играющих определяющую функциональную роль. Безусловно, если говорить о материалах, изготавливаемых методом порошковой металлургии, то все аспекты, перечисленные выше, тесно взаимосвязаны, и оптимальным с точки зрения эффективности применения порошковой металлургии в машиностроении является их одновременное использование [1].

Для повышения качества изготовляемых материалов на основе тугоплавких металлов и соединений в машиностроении требуется (помимо улучшения условий производства) подробный анализ поведения порошкового материала ещё на стадии производства. Следовательно, изучения поведения тугоплавкого материала типа диборида гафния при динамическом уплотнении является актуальной задачей.

MODERN POWDER METALLURGY

The production of materials and products by powder metallurgy includes a number of successive technological operations logically combined and subordinated to the ultimate goal of achieving an optimal structure and optimal combination of the properties of the material (product) with minimum costs for its production of raw materials, energy and skilled labor. The standard scheme for manufacturing parts by the powder metallurgy method includes:

Preparation of starting powders;
Additional processing and mixing of the resulting powders;
Molding;
Sintering (free or under pressure);
Additional processing of sintered billets (pressure, mechanical, thermal, chemical-thermal).

Advantages of powder metallurgy methods become even more significant in the case of materials based on refractory metals and compounds. Refractory materials are at the same time hard, brittle, poorly curable, or not at all mechanical. Therefore, an invaluable advantage for them is the possibility of molding the article from the powder and giving it a practically final shape without significant machining. Materials based on refractory metals and compounds are the most representative objects, manufactured by methods of powder metallurgy and used in engineering.

The flexible and dynamic technology of powder metallurgy allows, at the stage of molding and sintering, to combine powder elements with elements obtained by the usual technology (casting, stamping, turning, etc.) in one product (parts) and, thus, to achieve a double effect — Saving the scarce powder material and increasing the mechanical strength of the part as a whole. Such a connection is particularly useful when the performance of a part as a whole is determined by its resistance against a surface (contact) effect that does not penetrate to a great depth or is extremely localized. An example of such combined products, long and widely used in practice, is a metal-cutting tool reinforced with carbide-tipped plates. The combination of powdered and cast (forged) metal in one piece finds application in engineering, especially when using powder materials based on refractory metals and compounds. Since, on the one hand, their cost is ten times higher than the cost of ordinary carbon or low-alloy steels; On the other hand, the mechanical strength and especially the impact strength of powder refractory materials are inferior to the corresponding characteristics of steel. At the same time, in such combined parts, the unique specific performance properties of powder refractory materials are fully realized with extreme external influences, primarily wear resistance and electroerosion resistance.

Speaking about the use of new materials and processes in engineering technology, several aspects of this problem should be borne in mind. On the one hand, these are new technological processes for manufacturing parts of machines, mechanisms, devices that increase labor productivity, economy and manufacturability of production while maintaining the operational properties of individual parts, units and machines as a whole. In this case, as a rule, the new technology does not fundamentally change the chemical composition and structure of the material of machine parts. On the other hand, the use of new tool materials with special properties in the very technological process of manufacturing machine parts and devices, as well as in their assembly, can have a more revolutionizing effect on engineering technology than introduction of a new technology for manufacturing one or several machine parts. At the same time, thanks only to increasing the accuracy and reproducibility of processing processes, not to mention increasing their productivity, improving the interfacing of parts and their quality, detachable and integral connections, reliability and longevity in the operation of the machine or the device as a whole are significantly increased. Although as a result of optimizing the processing regimes and the structural state of the surface layers, the physical and mechanical characteristics of the individual parts, in particular, wear resistance and fatigue strength, can increase. Powder materials based on refractory metals and compounds play a leading role among the new tool materials. Finally, a particularly important aspect is the use of new materials with special properties for the manufacture of the most critical parts of machines and devices. Only on this path can be created fundamentally new machines and devices in which extremely stringent operating conditions of individual units and parts that play a determining functional role are realized. Of course, if we talk about materials produced by powder metallurgy, then all the aspects listed above are closely interrelated, and optimal from the point of view of the effectiveness of the use of powder metallurgy in

Дешевый хостинг
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: